一种激光驱蚊设备的制作方法

文档序号:17918569发布日期:2019-06-14 23:56阅读:238来源:国知局
一种激光驱蚊设备的制作方法

本发明涉及驱蚊技术领域,尤其涉及一种激光驱蚊设备。



背景技术:

蚊子头部似半球形,有复眼和触角各1对,喙1支。触角有15节:第一节称柄节,第二节称梗节,第三节以后各节均细长称鞭节。各鞭节轮生一圈毛,雌蚊的轮毛短而稀,雄蚊的轮毛长而密。在雌蚊触角上,除轮毛外,还有另一类是短毛,分布在每一鞭节上,这些短毛对空气中化学物质的变化产生反应,对二氧化碳、乳酸等化合物和湿度尤其敏感,起寻找吸血对象作用的是短毛,而不是复眼。除一对触须外,蚊子的三对步足上,也分布着很多轮生的感觉毛,每根感觉毛上密集地排列着圆形或椭圆形细孔。无论是鞭节上的轮毛还是触角上的短毛以及布足上的轮毛,均被称为蚊子的传感器。蚊子的这些传感器对热量非常敏感,并能区分光谱,特别是对红外线非常敏感。黑夜里,蚊子可以凭着传感器感知空气中人体散发出来的二氧化碳和热量,在1秒内作出反应,就能正确敏捷地飞到吸血对象处。

确切的,蚊子在寻找及锁定叮咬对象时依靠三大关键方法:先靠气味,再凭视觉,最后靠目标释放出的热量精准定位。蚊子寻找吸血目标的三步骤:在10~50米的范围内,蚊子主要靠嗅觉感应,尤其迷恋二氧化碳;一旦被气味所吸引,蚊子就会前往视觉所看到的目标,视觉范围是5~15米;抵达离目标1米的范围内,蚊子就会依据人类散发出的热量来锁定最终对象。

蚊子可传播疟疾、寨卡、黄热病和登革热等,是每年致人类死亡最多的动物。如何才能有效驱蚊?现有的驱蚊产品,一般通过气味剂扰乱蚊子的嗅觉,或者通过紫外灯光视觉诱杀等方式,并不能达到很好的驱蚊效果。

现有激光灭蚊器,通过声音或者图像对飞行中的蚊子进行定位后,再发射激光照射到蚊子翅膀,将其击落,对激光功率要求很高,而且需要雷达或声音定位等功能,价格昂贵,无法普及。



技术实现要素:

本发明的目的在于提供一种利用激光进行驱蚊的设备,通过脉冲激光破坏蚊子的嗅觉、视觉和热感应器官,使蚊子无法正常利用感官寻找吸血目标,从而达到最佳的驱蚊效果。

本发明是通过如下措施实现的:一种激光驱蚊设备,包括旋转机构,所述旋转机构上设置有护罩,所述护罩内设置有激光发射机构,所述激光发射机构包括激光器电源和激光发射单元,所述激光发射单元至少有一路激光发射光学系统,所述激光发射光学系统包括半导体激光器、激光准直透镜和激光旋转反射镜,所述激光准直透镜对所述半导体激光器发射的激光进行准直,准直后的激光光束经由所述激光旋转反射镜在所述护罩外部形成脉冲激光扫描区域,其特征在于,所述激光准直透镜采用液体透镜,通过改变供电信号改变焦距值,实现不同距离内的激光驱蚊,根据室内外不同范围驱蚊要求,激光准直透镜焦距可变,焦距值与半导体激光器的发光面面积s,脉冲激光工作峰值功率p,和驱蚊范围为l有关,焦距值取值范围满足:

式中:f为透镜焦距,l为激光驱蚊距离,s为半导体激光器发光面面积,p为激光峰值功率。

本发明的有益效果:本发明的激光准直透镜采用液体透镜,通过改变透镜供电信号而改变焦距值,实现不同距离范围的驱蚊,驱蚊范围可以达到50米以上。相比现有的激光灭蚊器,不需要蚊子定位设备,而且激光平均功率低,无安全隐患。其中,旋转机构可以驱动护罩以及护罩内的激光发射机构旋转,可以360°驱蚊,驱蚊范围更加的广阔。

进一步的,所述半导体激光器为红外脉冲式半导体激光器,发射高频脉冲激光。

采用上述进一步的有益效果:采用脉宽调制,通过对电流脉宽的比较来调整占空比,达到控制电流的目的。

进一步的,旋转机构包括下支撑板以及上支撑板,所述下支撑板上贯穿设置有转轴,所述转轴一端穿过所述下支撑板,另一端穿过所述上支撑板,向所述上支撑板上方延伸,延伸处设置有托板,设置在所述上支撑板与所述下支撑板之间的所述转轴上设置有从动齿轮,所述上支撑板内侧面设置有小马达a,所述小马达a的输出轴上设置有主动齿轮,所述主动齿轮与所述从动齿轮相互啮合,所述从动齿轮的齿牙可以在相邻两个所述主动齿轮之间的齿牙之间上下移动,所述转轴底部设置有拨动套,所述拨动套与所述转轴之间设置有轴承,所述下支撑板上设置有小马达b,所述小马达b的输出轴与所述拨动套之间设置有拨动杆,所述拨动杆一端与所述小马达b的输出轴连接,另一端与所述拨动套连接,所述下支撑板上设置有滑槽,所述滑槽内设置有所述小马达b。

采用上述进一步的有益效果:旋转机构中的转轴升降可以对高度进行精调,最终将护罩上的激光发射窗口调节到合适的位置,调节范围比较广泛。

进一步的,所述激光旋转反射镜包括基座、小电机以及反射镜,所述基座设置在所述托板上,所述基座上设置有所述小电机,所述小电机的输出轴通过联轴器设置有光轴,所述光轴一端与所述小电机连接,另一端设置有所述反射镜。

采用上述进一步的有益效果:此处小电机左右摆动,用于改变激光在垂直方向上的出射方向。

进一步的,所述基座包括上端面和下端面,所述下端面为平面,且与所述托板固定连接,所述上端面为斜面,所述斜面包括第一端部和第二端部,所述第二端部靠近所述反射镜,所述第二端部相对于所述托板的高度大于所述第一端部相对于所述托板的高度。

采用上述进一步的有益效果:可以实现反射镜倾斜放置,便于改变激光出射方向。

进一步的,所述激光驱蚊设备还包括支撑机构,所述支撑机构上设置有所述旋转机构,所述支撑机构包括承重板,所述承重板底部设置有调节组件,所述调节组件包括上支腿以及下支腿,所述上支腿与所述下支腿螺栓连接。

采用上述进一步的有益效果:采用可以调节高度的支撑机构,可以调节激光发射机构的高度。

进一步的,所述上支腿呈l型,包括折弯部a和折弯部b,所述折弯部a与所述承重板底部固定连接,所述折弯部b端面上设置有三列安装孔,所述下支腿呈l型,包括折弯部c和折弯部d,所述折弯部c上设置一列通孔,所述通孔与所述安装孔同心设置,所述通孔与所述安装孔内设置有螺栓。

采用上述进一步的有益效果:调节组件可以调节支撑结构的高低,当驱蚊设备悬挂在室内屋顶时,通过调节组件可以控制激光发射机构的高低,使激光扫描范围更加的广阔。

进一步的,所述承重板为方形,所述承重板四角位置设置有真空吸盘。

采用上述进一步的有益效果:可以采用真空吸盘将整个设备吸附在屋顶,当驱动设备设置在野外时,真空吸盘有两个作用,一个是辅助承重的作用,另一个是可以解决因为地面不平而导致激光发射机构不能水平放置的问题。

进一步的,所述护罩上设置有激光出射窗口,所述激光出射窗口边缘设置有光电感应模块。

采用上述进一步的有益效果:所述光电感应模块可提前探测到所述驱蚊设备附近的激光遮挡障碍物,发送电平控制信号,进而关闭激光器。

附图说明

图1为实施例一的结构示意图。

图2为旋转机构的结构示意图。

图3为图2的a处的局部放大图。

图4为激光发射机构的结构示意图。

图5为激光准直透镜的结构示意图。

图6为具体实施例二的结构示意图。

其中,附图标记为:1、旋转机构;11、下支撑板;12、上支撑板;13、转轴;14、从动齿轮;15、小马达a;16、主动齿轮;17、拨动套;18、小马达b;19、拨动杆;110、滑槽;2、护罩;3、激光发射机构;31、激光器电源;32、激光发射单元;321、半导体激光器;322、激光准直透镜;3221、密封壳体;3222、液体介质;3223、碳纳米管拉膜结构;3224、电极;323、激光旋转反射镜;3231、基座;3232、小电机;3233、反射镜;3234、光轴;34、托板;4、光电感应模块;5、支撑机构;51、承重板;52、调节组件;521、上支腿;522、下支腿;53、真空吸盘。

具体实施方式

为能清楚说明本方案的技术特点,下面通过具体实施方式,对本方案进行阐述。

实施例一:

如图1至图5所示,本发明是一种激光驱蚊设备,包括旋转机构1,旋转机构1上设置有护罩2,其中护罩2的作用有两个,一个是具有防尘的作用,另外一个是使激光发射机构3形成扫描区域,护罩2内设置有激光发射机构3,激光发射机构3包括激光器电源31和激光发射单元32,激光发射单元32至少有一路激光发射光学系统,激光发射光学系统包括半导体激光器321、激光准直透镜322和激光旋转反射镜323,激光准直透镜322对半导体激光器321发射的激光进行准直,准直后的激光光束经由激光旋转反射镜323在护罩2外部形成脉冲激光扫描区域。

半导体激光器321为脉冲式半导体激光器。半导体激光器321在激光器电源驱动下,发射红外波长的脉冲激光。半导体激光器发射的激光波长为1550nm,发散角度约为8°*40°,发光面s为100um*10um,半导体激光器321接脉冲电源工作,发射激光的平均功率小于5mw,激光脉宽10ns,重复频率20khz,激光器脉冲电源提供峰值电压6v,电流25a,输出激光峰值功率p为15w。

激光准直透镜322为液体透镜,激光准直透镜322包括密封壳体3221,密封壳体3221内盛装有液体介质3222,液体介质3222内悬浮有碳纳米管拉膜结构3223,碳纳米管拉膜结构3223与液体介质3222接触,密封壳体3221外侧设置有两个电极3224,两个电极3224间隔设置且与碳纳米管拉膜结构3223电连接。激光准直透镜322通过改变供电信号改变焦距值,实现不同距离内的激光驱蚊。

其中,液态介质3222包括非电解质溶液,水及有机溶剂中的一种或者多种,液态介质3222为温度敏感型液体,密封壳体3221为凸透镜形状,由于碳纳米管拉膜结构3223的通电时间、液态介质的温度、密度、折射率以及液体透镜焦距之间存在着既定的规律,因此可以通过控制其中一个参数来精确控制液体透镜的焦距变化。

激光准直透镜322通过改变两个电极3224之间的供电电压信号,改变液体介质3222的形状,进而改变激光准直透镜322的焦距值。

优选的,激光准直透镜的使用方式:在50米范围,蚊子通过嗅觉器官寻找吸血目标,脉冲激光作用于嗅觉器官,激光准直度高,准直透镜焦距大。在10米范围内,蚊子主要依靠视觉寻找吸血目标,蚊子视觉器官比嗅觉器官承受激光照射的能力弱,为了增大激光光束尺寸,提高单脉冲激光的扫描照射范围,减少激光准直透镜焦距,提高驱蚊效率。同时,为满足激光安全要求,激光的峰值功率密度不能超过易引起燃烧的激光功率密度值。根据室内外不同范围驱蚊要求,激光准直透镜采用液体透镜,透镜焦距可变,并通过改变透镜距离激光器的位置将激光器发光点保持在液体透镜的焦点位置。优选的,驱蚊距离在50米时,透镜焦距值设定为80mm;驱蚊距离在10米时,透镜焦距值设定为20mm。半导体激光器421为脉冲式半导体激光器,半导体激光器的发光面位于透镜的焦点位置。

旋转机构1包括下支撑板11以及上支撑板12,下支撑板11上贯穿设置有转轴13,转轴13一端穿过下支撑板11,另一端穿过上支撑板12,向上支撑板12上方延伸,延伸处设置有托板34,设置在上支撑板12与下支撑板11之间的转轴13上设置有从动齿轮14,上支撑板12内侧面设置有小马达a15,小马达a15的输出轴上设置有主动齿轮16,主动齿轮16与从动齿轮14相互啮合,从动齿轮14的齿牙可以在相邻两个主动齿轮16之间的齿牙之间上下移动,转轴13底部设置有拨动套17,拨动套17与转轴13之间设置有轴承,下支撑板11上设置有小马达b18,小马达b18的输出轴与拨动套17之间设置有拨动杆19,拨动杆19一端与小马达b18的输出轴连接,另一端与拨动套17连接,下支撑板11上设置有滑槽110,滑槽110内设置有小马达b18。

本发明中的旋转机构的工作原理是:启动上支撑板12内侧面设置的小马达a15,主动齿轮16旋转进而带动从动齿轮14旋转,因为拨动套17与转轴13之间设置有轴承,因此转轴13可以旋转。当旋转到合适的角度时,小马达a15停止工作,此时启动小马达b18,小马达b18通过拨动杆拨动转轴13上下升降,这是因为从动齿轮14的齿牙可以在相邻两个主动齿轮16之间的齿牙之间上下移动。因此转轴13上下移动时,在水平方向上产生位移,因此小马达在滑槽内是移动的,滑槽具有限位的作用,也具有导向的作用。

激光旋转反射镜323包括基座3231、小电机3232以及反射镜3233,基座3231设置在托板34上,基座3231上设置有小电机3232,所述小电机3232的输出轴通过联轴器设置有光轴3234,光轴3234一端与小电机3232连接,另一端设置有反射镜3233。

其中小电机3232驱动反射镜3233不断的来回偏转,优选的偏转角度为±60°,是一种摆动电机,基本原理是通电线圈在磁场中产生力矩,但与旋转电机不同,其转子上通过机械扭簧或者电子的方法加有复位力矩,大小与转子偏离平衡位置的角度成正比,当线圈通以一定的电流而转子发生偏转到一定的角度时,电磁力矩与回复力矩大小相等,故不能像普通电机一样旋转,只能偏转,偏转角与电流成正比。

基座3231包括上端面和下端面,下端面为平面,且与托板34固定连接,上端面为斜面,斜面包括第一端部和第二端部,第二端部靠近反射镜3233,第二端部相对于托板34的高度大于第一端部相对于托板34的高度。

基座设置斜面主要是为了保证反射镜4233呈倾斜放置,便于改变垂直方向的激光的出射方向。

所述护罩2上设置有激光出射窗口,激光出射窗口边缘设置有光电感应模块4。

实施例二:

参见图1-图6:在实施例一的基础上,增加了支撑机构,具体如下:

激光驱蚊设备还包括支撑机构5,支撑机构5上设置有旋转机构1,支撑机构5包括承重板51,承重板51底部设置有调节组件52,调节组件52包括上支腿521以及下支腿522,上支腿521与下支腿522螺栓连接。

上支腿521呈l型,包括折弯部a和折弯部b,折弯部a与承重板51底部固定连接,折弯部b端面上设置有三列安装孔,下支腿522呈l型,包括折弯部c和折弯部d,折弯部c上设置一列通孔,通孔与安装孔同心设置,通孔与安装孔内设置有螺栓。

承重板51为方形,承重板51四角位置设置有真空吸盘53。

采用可以调节高度的支撑机构,可以调节激光发射机构的高度。调节组件可以调节支撑结构的高低,当驱蚊设备悬挂在室内屋顶时,通过调节组件可以控制激光发射机构的高低,使激光扫描范围更加的广阔。可以采用真空吸盘将整个设备吸附在屋顶,当驱动设备设置在野外时,真空吸盘有两个作用,一个是辅助承重的作用,另一个是可以解决因为地面不平而导致激光发射机构不能水平放置的问题。

本发明未经描述的技术特征可以通过或采用现有技术实现,在此不再赘述,当然,上述说明并非是对本发明的限制,本发明也并不仅限于上述举例,本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换,也应属于本发明的保护范围。

当前第1页1 2 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1